简述可编程控制器的工作原理

简述可编程控制器的工作原理

可编程控制器的工作原理是基于存储的程序进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，从而实现对各类设备或生产过程的控制。

首先，可编程控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是一种专为工业环境设计的数字计算机。其核心是一台微处理器，与常规计算机类似，具有CPU、存储器、输入/输出接口等组成部分。但是，与常规计算机不同的是，PLC被设计为能够在恶劣的工业环境中稳定运行，例如高温、低温、高湿、强电磁干扰等环境。

其次，当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

1. 输入采样阶段：在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

2. 用户程序执行阶段：在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

3. 输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

以上就是可编程控制器的工作原理的详细解释。2023-12-01